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相似文献
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1.
丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是自然生态系统和农业生态系统中分布最为广泛的土壤真菌,能够与绝大多数陆地植物形成互惠共生体并具有重要的生态功能。以内蒙古地带性植被区及甘肃、青海非地带性植被区荒漠和草原生态系统为研究对象,基于Illumina Miseq高通量测序平台比较荒漠和草原土壤AMF多样性和群落结构的差异,结合环境因子探讨其主要影响因素,以期为AMF在草原荒漠化生态恢复中的应用提供理论基础。基于高通量数据分析共得到159个AMF-OTUs,分属于1门1纲3目5科8属,其中Glomus属在荒漠和草原土壤中均为优势属。地带性植被区和非地带性植被区的草原土壤AMF丰富度、香农多样性、系统发育α多样性都显著高于荒漠。地带性植被区的荒漠和草原土壤AMF群落结构有显著差异,而非地带性植被区荒漠和草原土壤AMF群落结构没有显著差异。相关分析揭示了环境因子与土壤AMF群落结构和多样性的相关关系,变差分解的结果进一步表明,土壤理化性质和气候因子对AMF群落结构的解释率比植物群落和地理距离要高,荒漠和草原土壤AMF群落结构主要受土壤理化性质和气候因子形成的环境过滤的影响。  相似文献   

2.
丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是一类分布广泛的植物根系共生微生物,在促进植物营养吸收、改善土壤结构、调节全球碳氮循环等方面具有重要的生理生态作用。经过一个多世纪的研究,AMF物种多样性及群落生态学研究等已取得了重大成就。AMF目前单列一门球囊霉门(Glomeromycota),全球已发现的形态种约250个;然而,随着AMF分子多样性的研究深入,越来越多的证据暗示了AMF可能有惊人的物种多样性。AMF群落多样性及物种组成受时空、宿主以及土壤因子的显著影响,但随机过程在AMF群落构建中也发挥了重要作用。综述了AMF的物种多样性及群落构建机制研究进展,并对今后这两方面的研究方向提出了展望。  相似文献   

3.
丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是一种具有重要生态功能的根际微生物。影响AMF功能的因素主要包括AMF、宿主,以及其它生物与非生物环境。近年来,大量研究表明不同来源的AMF功能存在显著差异。结合该领域的最新研究成果,从基因变异和表型可塑性两方面分析了来源影响AMF功能的原因和维持机制,并对其生态学意义进行了探讨。认为应从群落水平上研究不同来源的AMF在生态系统中的功能,重视宿主的作用,保持研究对象的对等性,并区分AMF群落结构和来源对功能的不同影响。对未来的研究重点和方向进行了讨论和展望,试图为更加清晰、全面地认识AMF在生态系统中的功能,以及AMF适应特定土壤环境与宿主的机制提供参考。  相似文献   

4.
外生菌根真菌对植物矿质营养、生态系统物质循环、物种演化进程等具有十分重要的作用,但其生物地理学研究长期滞后于动植物。扩散和隔离是解释外生菌根真菌生物地理分布格局的重要理论。古地质、古气候和宿主植物是外生菌根真菌地理分布格局形成的重要推动因子。基因组学、生物信息学技术与生物地理学方法相互结合和补充,可以用来研究一些复杂的真菌生物地理学问题。文中详细阐述了外生菌根真菌生物地理学研究的重要过程和现状,如真菌物种界定、常用数据分析方法、起源和演化规律及其在生物多样性保护方面的应用等,并初步探讨了其未来的发展方向。  相似文献   

5.
过去20年来,对不同来源丛枝菌根真菌(AMF)的功能开展了大量研究,但多数基于对单个AMF功能的比较,群落水平的研究较少,且很多研究混淆了AMF来源和群落结构对其功能的影响,忽略了宿主的重要作用.本研究通过两个短期温室盆栽试验,分析了铜胁迫对AMF群落结构的影响,比较了不同AMF群落的功能差异.结果表明:铜胁迫显著改变了AMF群落的孢子丰度和组成.以根内球囊霉和幼套球囊霉为优势种的AMF群落有效减缓了铜胁迫对玉米生长和部分生理特性的抑制作用.  相似文献   

6.
【背景】闽楠是珍贵用材树种。阐明闽楠根际土壤微生物特征,对科学经营闽楠人工林有指导作用。【目的】明确闽楠人工林恢复过程中根际土壤丛枝菌根群落随林龄的变化特征。【方法】采用高通量Illumina MiSeq测序的方法,评估不同林龄闽楠幼林根际土壤丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhiza Fungi,AMF)群落的多样性和组成,揭示造林后闽楠根际土壤真菌群落对时间序列中土壤养分变化的响应特征。【结果】从3个林龄闽楠根际土壤中共得到342 555条有效序列,共得到253个AMF-OTU,分属于1门1纲5目9科14属。α多样性指数表明,丛枝菌根真菌群落的Chao1、Shannon指数随着林龄的增加而增加,但不同林龄间差异不显著。β多样性指数表明,在闽楠幼龄阶段,不同林龄间AMF群落组成差异明显。根据Bray-Curtis相异度分析阐明AMF群落组成的相似性与林龄相关。种水平物种丰度与土壤因子的相关性分析表明,影响AMF群落丰度的主要土壤因子是pH、全钾、硝态氮和铵态氮。铵态氮与优势AMF分子虚拟种Glomus-Franke-A1-VTX00076、Glomus-Franke-A1-VTX00269的丰度呈显著正相关。【结论】随着林龄的增加,闽楠幼龄根际土壤丛枝菌根真菌的种类组成发生了显著变化,影响AMF特性的主要土壤因子是pH、全钾、硝态氮和铵态氮。这些发现将有助于揭示闽楠幼林生态系统和土壤微生物多样性的相互关系和机制,为生物多样性-生态系统功能实验提供理论依据。  相似文献   

7.
【背景】根部真菌是影响植物幼苗存活、定植和生长的重要因子之一,但是苗圃培育的幼苗根部真菌物种组成与生态学特性尚不清楚。【目的】研究苗圃培育的白木香(Aquilaria sinensis)与降香黄檀(Dalbergia odorifera)幼苗根部真菌群落谱系与生态型多样性,以及宿主植物对根部真菌群落结构的影响。【方法】采集幼苗根尖样品提取基因组DNA,用真菌通用引物与丛枝菌根真菌(AMF)特异性引物扩增真菌r DNA-ITS区,经克隆、测序、序列分析鉴定真菌。通过基于核酸与Metadata数据关联分析的FUNGuild软件,划分根部真菌的营养型和共位群。采用非公制多维尺度分析法(NMDS)研究幼苗根部真菌群落物种组成差异与宿主植物物种及形态指标的关系。【结果】白木香与降香黄檀幼苗根部真菌物种丰富,达51个OTU;谱系多样性较高,涉及毛霉菌门(Mucoromycota,51%)、子囊菌门(Ascomycota,43%)以及担子菌门(Basidiomycota,6%)。这些根部真菌涉及不同的营养型与共位群,包括共生型真菌29种,频度较高的如Glomeromycetes sp.2、Rhizophagus irregularis等,二者均属于AMF共位群;腐生营养型真菌5种,如Talaromyces pinophilus、Rhizopycnis vagum等;病原型真菌2种,是Mycoleptodiscus sp.和Fusarium phaseoli;还有15种其生态类型不确定。NMDS分析结果表明,宿主植物物种、株高、地径、叶面积对根部真菌群落物种组成的影响不显著。然而,株高对AMF群落的物种组成有较弱的影响。【结论】本苗圃条件下,土壤中本土性根部真菌繁殖体较为充足,白木香与降香黄檀幼苗根部真菌群落谱系多样性较高,多种营养型与共位群的根部真菌共存;此外,采用真菌通用引物对ITS1F/ITS4研究根部真菌群落物种多样性时,AMF多样性可能会被极度低估。  相似文献   

8.
群落构建的中性理论和生态位理论   总被引:21,自引:1,他引:20  
物种共存和生物多样性维持一直是生态学研究的中心论题。基于物种生态位分化的群落构建理论已经发展了近一个世纪, 但我们对群落构建和生物多样性维持的机理仍然不清楚。近年来, 群落中性理论以其简约性和预测能力成为群落生态学研究的焦点, 但由于其“物种在生态功能上等价”的假设与大量研究结果相悖, 同时对自然群落结构的准确预测也只限于少数的生态系统, 因而饱受质疑。如今, 越来越多的生态学家认为群落构建的生态位理论与中性理论之争的最终归宿应该是二者的整合。 在本文中, 我们在简要回顾生态位理论和群落中性理论发展的基础上, 分析二者之间的主要分歧和互补性, 试图梳理二者整合的途径。我们认为, 尽管中性理论的发展极大地丰富了群落构建理论, 但二者的整合尚处于初级阶段; 群落构建零模型假说、中性—生态位连续体假说、随机生态位假说等都不失为有价值的尝试, 今后需要在其他类型的生态系统中进行实验验证, 以更好地理解确定性过程和随机过程在决定群落构建和生物多样性维持中的作用。  相似文献   

9.
香柱菌属Epichloë内生真菌存在于宿主植物地上部组织,不仅能提高宿主植物对生物与非生物逆境的抗性,而且能对周围环境中的微生物产生影响。该研究以染内生菌(endophyte-infected,EI)和不染菌(endophyte-free,EF)苇状羊茅Festuca arundinacea为实验材料,探究内生真菌和不同水平盐碱胁迫处理对宿主根系丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)群落多样性和组成的影响。结果表明,内生真菌和盐碱胁迫处理对苇状羊茅根系AMF多样性影响存在交互作用。EF苇状羊茅根系AMF多样性随盐碱胁迫处理水平的增加而降低,内生真菌的存在缓解了这一效应,在200和400 mmol/L盐碱胁迫处理下,内生真菌感染增加了苇状羊茅根系AMF多样性;此外,内生真菌感染改变了苇状羊茅根系AMF群落组成,降低了优势属Funneliformis相对多度,增加了ClaroideoglomusGlomus和unclassified AMF相对多度。结构方程模型结果表明,内生真菌通过间接增加土壤总磷浓度对苇状羊茅根系AMF多样性产生影响。本研究为筛选盐碱污染区生态修复的植物-微生物共生体提供基础。  相似文献   

10.
丛枝菌根真菌与植物共生对植物水分关系的影响及机理   总被引:3,自引:0,他引:3  
自1885年Frank首次提到菌根(mykorhiza)概念以来,大量的试验证实了丛枝菌根真菌(AMF)与植物根系之间形成具有一定结构和功能的共生体,促进植物生长并提高干旱耐受能力,在干旱生态系统中发挥重要的作用。该研究多集中在对宿主植物生理生态的影响及其机制方面,然而菌根共生对宿主植物水分吸收和信号产生、传递的影响研究少而分散,缺少系统总结。综述了最近四十多年丛枝菌根真菌与植物共生体对宿主植物干旱适应性影响研究进展,讨论了菌根共生对植物根冠通讯的影响及机理。干旱胁迫下AMF与植物共生,通过影响宿主植物一系列生理生态过程,提高宿主植物横向根压和纵向蒸腾拉力。经典的Ohm吸水模型是该方向最有代表性的研究成果,该模型揭示了菌根共生的根外菌丝具有不同于根细胞的细胞结构和水分运输性能,这为宿主植物提供一种特殊的快速吸水方式,可提高植物对土壤水分的吸收和运输能力。研究表明,AMF会影响宿主植物根冠通讯过程,如诱发信号级联反应,诱导根系尽早感知水分胁迫并产生非水力根源信号,提高宿主对干旱的耐受性。讨论了AMF在根冠通讯分子机制研究方面存在的问题及可能的解决途径,展望了AMF在干旱农业生产中的应用潜力。  相似文献   

11.
AM真菌物种多样性:生态功能、影响因素及维持机制   总被引:1,自引:0,他引:1  
杨海水  熊艳琴  王琪  郭伊  戴亚军  许明敏 《生态学报》2016,36(10):2826-2832
AM真菌物种多样性是土壤生态系统生物多样性的重要组分之一。尽管对AM真菌多样性已有多年研究,但是,已有研究绝大多数仅停留在对AM真菌群落种属解析层面上,对AM真菌物种多样性生态功能及维持机制方面的认识较浅。从生态功能、影响因素及维持机制3个方面系统地综述了近年来AM真菌多样性领域的研究进展。认为AM真菌多样性对植物群落生产力的调控机制及结合理论与实践解析AM真菌多样性维持机制是该领域未来的重点研究方向。  相似文献   

12.
Evidence suggests that microbial communities show patterns of spatial scaling which can be driven by geographical distance and environmental heterogeneity. Here we demonstrate that human management can have a major impact on microbial distribution patterns at both the local and landscape scale. Mycorrhizal fungi are vital components of terrestrial ecosystems, forming a mutualistic symbiosis with plant roots which has a major impact on above ground ecology and productivity. We used contrasting agricultural systems to investigate the spatial scaling of the most widespread mycorrhizal fungus group, the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). Using multiple sampling sites with a maximum separation of 250 km we describe for the first time the roles which land management, environmental heterogeneity and geographical distance play in determining spatial patterns of microbial distribution. Analysis of AMF taxa–area relationships at each sampling site revealed that AMF diversity and spatial turnover was greater under organic relative to conventional farm management. At the regional scale (250 km) distance–decay analyses showed that there was significant change in AMF community composition with distance, and that this was greater under organic relative to conventional management. Environmental heterogeneity was found to be the major factor determining turnover of AMF taxa at the landscape scale. Overall we demonstrate that human management can play a key role in determining the turnover of microbial communities at both the local and regional scales.  相似文献   

13.
Arbuscular fungi have a major role in directing the functioning of terrestrial ecosystems yet little is known about their biogeographical distribution. The Baas-Becking hypothesis (‘everything is everywhere, but, the environment selects'') was tested by investigating the distribution of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) at the landscape scale and the influence of environmental factors and geographical distance in determining community composition. AMF communities in Trifolium repens and Lolium perenne roots were assessed in 40 geographically dispersed sites in Ireland representing different land uses and soil types. Field sampling and laboratory bioassays were used, with AMF communities characterised using 18S rRNA terminal-restriction fragment length polymorphism. Landscape-scale distribution of AMF was driven by the local environment. AMF community composition was influenced by abiotic variables (pH, rainfall and soil type), but not land use or geographical distance. Trifolium repens and L. perenne supported contrasting communities of AMF, and the communities colonising each plant species were consistent across pasture habitats and over distance. Furthermore, L. perenne AMF communities grouped by soil type within pasture habitats. This is the largest and most comprehensive study that has investigated the landscape-scale distribution of AMF. Our findings support the Baas-Becking hypothesis at the landscape scale and demonstrate the strong influence the local environment has on determining AMF community composition.  相似文献   

14.
Whether niche processes, like environmental filtering, or neutral processes, like dispersal limitation, are the primary forces driving community assembly is a central question in ecology. Here, we use a natural experimental system of isolated tree “islands” to test whether environment or geography primarily structures fungal community composition at fine spatial scales. This system consists of isolated pairs of two distantly related, congeneric pine trees established at varying distances from each other and the forest edge, allowing us to disentangle the effects of geographic distance vs. host and edaphic environment on associated fungal communities. We identified fungal community composition with Illumina sequencing of ITS amplicons, measured all relevant environmental parameters for each tree—including tree age, size and soil chemistry—and calculated geographic distances from each tree to all others and to the nearest forest edge. We applied generalized dissimilarity modelling to test whether total and ectomycorrhizal fungal (EMF) communities were primarily structured by geographic or environmental filtering. Our results provide strong evidence that as in many other organisms, niche and neutral processes both contribute significantly to turnover in community composition in fungi, but environmental filtering plays the dominant role in structuring both free‐living and symbiotic fungal communities at fine spatial scales. In our study system, we found pH and organic matter primarily drive environmental filtering in total soil fungal communities and that pH and cation exchange capacity—and, surprisingly, not host species—were the largest factors affecting EMF community composition. These findings support an emerging paradigm that pH may play a central role in the assembly of all soil‐mediated systems.  相似文献   

15.
Elucidating symbiotic relationships between arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and plants contributes to a better understanding of their reciprocally dependent coexistence and community assembly. However, the main drivers of plant and AMF community assembly remain unclear. In this study, we examined AMF communities from 166 root samples of 17 woody plant species from 10 quadrats in a Chinese subtropical forest using 454 pyrosequencing of 18S rRNA gene to describe symbiotic AMF–plant association. Our results show the woody plant–AMF networks to be highly interconnected and nested, but in antimodular and antispecialized manners. The nonrandom pattern in the woody plant–AMF network was explained by plant and AMF phylogenies, with a tendency for a stronger phylogenetic signal by plant than AMF phylogeny. This study suggests that the phylogenetic niche conservatism in woody plants and their AMF symbionts could contribute to interdependent AMF and plant community assembly in this subtropical forest ecosystem.  相似文献   

16.
真菌是真核生物中生物多样性最丰富的类群之一,广泛分布于自然界,在生物多样性的分布与维持、群落构建以及物质与能量循环过程中发挥着重要的生态功能。近年来随着DNA高通量测序技术和生物信息学的发展,极大推动了真菌多样性分布格局与群落构建机制的研究进展。本文概述了基于生态位理论(niche theory)和中性理论(neutral theory)的选择(selection)、扩散(dispersal)、成种(speciation)和漂变(drift)等过程与生态模型的定量分析确定性过程和随机性过程对群落构建贡献的机制,及其在真菌群落构建中应用的最新研究进展。  相似文献   

17.
丛枝菌根真菌的生态分布及其影响因子研究进展   总被引:4,自引:0,他引:4  
向丹  徐天乐  李欢  陈保冬 《生态学报》2017,37(11):3597-3606
丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)共生体系对于植物适应各种逆境胁迫具有重要积极作用。AM真菌还能够通过根外菌丝网络调节植物群落结构和演替,深刻影响生态系统结构和功能的稳定性。AM真菌生态生理功能的发挥主要取决于其生态适应性,明确AM真菌在不同环境中的多样性、生态适应性以及对各种生态因子的响应机制,是AM真菌资源管理、功能发掘与利用的前提。迄今为止,有关各种生态因子对AM真菌多样性的影响已有不少研究,但是AM真菌生态分布及其形成机制仍缺乏系统的研究和理论分析。综述了生物因子和非生物因子对AM真菌生态分布的影响,结合大型生物空间分布理论探讨了AM真菌生态分布规律和建成机制,分析了当前本研究领域所存在的问题和动向,以期推动相关研究进展。  相似文献   

18.
王丹  王孝安  郭华  王世雄  郑维娜  刘史力 《生态学报》2013,33(14):4409-4415
植物群落构建机制是生态学研究的热点之一.长久以来这个难题并没有得到很好的解释,且争议较多.生态位理论或中性理论,或是二者的共同作用,这样的结论在不同的研究中都有印证.以黄土高原子午岭地区的草地群落为例,对3种不同的草地群落(5a的弃耕地、阴坡和阳坡的草地)进行了野外群落学调查,采用Mantel test和主轴邻距法(PCNM)分析方法,研究了空间地理距离和环境资源差异对于草本植物群落分布的影响,结果表明:地理距离和环境差异共同解释了群落组成相似性的79.3%,剔除环境因子的影响,地理距离解释了群落组成相似性的33.8%;而剔除地理距离的影响,环境因子解释了群落组成相似性的14.2%.无论是生态位理论还是中性理论,其在黄土高原草本群落构建过程中都有作用,但中性理论扮演了更为重要的角色.  相似文献   

19.
Aims Although ecological interactions are often conceptualized and studied in a pairwise framework, ecologists recognize that the outcomes of these interactions are influenced by other members of the community. Interactions (i) between plants and insect herbivores and (ii) between plants and mycorrhizal fungi are ubiquitous in terrestrial ecosystems and may be linked via common host plants. Previous studies suggest that colonization by arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) can modify plants' induced responses to herbivore attack, but these indirect effects of fungal symbionts are poorly understood. I investigated the role of AMF in induced plant response to a generalist herbivore.Methods I manipulated AMF status and herbivory in Cucumis sativus L. (cucumber, Cucurbitaceae) in a greenhouse to investigate induced responses in the presence and absence of the mycorrhizal fungus Glomus intraradices (Glomeraceae). Spodoptera exigua Hübner (Noctuidae) were used to manipulate prior damage and later as assay caterpillars. I also measured G. intraradices and herbivory effects on plant N and effects on plant growth.Important findings AMF status affected the induced response of C. sativus, underscoring the importance of incorporating the roles of plant symbionts into plant defense theory. Assay caterpillars ate significantly more leaf tissue only on mycorrhizal plants that had experienced prior damage. Despite more consumption, biomass change in these caterpillars did not differ from those feeding on plants with other treatment combinations. Leaf N content was reduced by G. intraradices but unaffected by herbivory treatments, suggesting that the observed differences in assay caterpillar feeding were due to changes in defensive chemistry that depended on AMF.  相似文献   

20.
植物群落构建机制研究进展   总被引:25,自引:15,他引:10  
柴永福  岳明 《生态学报》2016,36(15):4557-4572
群落构建研究对于解释物种共存和物种多样性的维持是至关重要的,因此一直是生态学研究的中心论题。尽管近年来关于生态位和中性理论的验证研究已经取得了显著的成果,但对于局域群落构建机制的认识仍存在很大争议。随着统计和理论上的进步使得用功能性状和群落谱系结构解释群落构建机制变为可能,主要是通过验证共存物种的性状和谱系距离分布模式来实现。然而,谱系和功能性状不能相互替代,多种生物和非生物因子同时控制着群落构建,基于中性理论的扩散限制、基于生态位的环境过滤和竞争排斥等多个过程可能同时影响着群落的构建。所以,综合考虑多种方法和影响因素探讨植物群落的构建机制,对于预测和解释植被对干扰的响应,理解生物多样性维持机制有重要意义。试图在简要回顾群落构建理论及研究方法发展的基础上,梳理其最新研究进展,并探讨整合功能性状及群落谱系结构的研究方法,解释群落构建和物种多样性维持机制的可能途径。在结合功能性状和谱系结构研究群落构建时,除了考虑空间尺度、环境因子、植被类型外,还应该关注时间尺度、选择性状的种类和数量、性状的种内变异、以及人为干扰等因素对群落构建的影响。  相似文献   

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